ギア機構及び該ギア機構を備える画像形成装置
【課題】ギアの噛み合いから生ずる振動成分を低減することが可能なギア機構及びこのギア機構を備える画像形成装置を提供することが課題である。
【解決手段】駆動源と接続される入力ギアと、入力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、第１の中間ギアと噛み合う第１の出力ギアを備え、入力ギアは、入力ギアの回転中心軸と第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、第１の中間ギアの回転中心軸と第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に移動可能であり、第１の中間ギアは、入力ギア及び第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、第１の挟角の最大値と第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とするギア機構。
【解決手段】駆動源と接続される入力ギアと、入力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、第１の中間ギアと噛み合う第１の出力ギアを備え、入力ギアは、入力ギアの回転中心軸と第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、第１の中間ギアの回転中心軸と第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に移動可能であり、第１の中間ギアは、入力ギア及び第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、第１の挟角の最大値と第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とするギア機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギアの噛み合いから生ずる振動成分を低減することが可能なギア機構及びこのギア機構を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機やプリンタなどの画像形成装置は、モータなどの駆動源から駆動力を多連ギア列（複数のギアを連続的に噛み合わせてなるギア列）を用いて、被駆動体に駆動伝達する駆動系を備える。駆動系に用いられるギア間の噛み合いに起因する振動成分は、人間の官能領域の周波数範囲に入るため、この振動成分を低減させる必要がある。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２は、ギア間の噛み合いに起因する振動成分を低減させる技術を開示する。図８は、特許文献１及び特許文献２の開示技術の技術的思想を概略的に示す図である。図８には、一線上に整列した歯車Ａ、歯車Ｂ及び歯車Ｃが示される。特許文献１及び特許文献２の開示技術では、歯車Ａと歯車Ｂの間の噛み合いに起因して生ずる振動波形Ｖ１に対して、逆位相の振動波形Ｖ２を歯車Ｂと歯車Ｃとの間に生ずるように、歯車Ｃと歯車Ｂ間の噛み合い位相を定めている。これにより、振動波形Ｖ１と振動波形Ｖ２が互いに打ち消しあい、振動成分の低減が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１８０２４号公報
【特許文献２】特許第４０８１６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複写機やプリンタには、上記した振動成分の低減に加えて、高速性能が求められている。したがって、被駆動体に駆動力を伝達する駆動系を構成するギアとしては、平歯車よりもはすば歯車のほうが好ましい。
【０００６】
特許文献１や特許文献２の開示技術に示唆される正弦波状の振動成分Ｖ１、Ｖ２は、必ずしも得られるものではない。正弦波状の振動成分Ｖ１，Ｖ２の波の重畳による振動成分の打ち消し効果は、例えば、平歯車間の噛み合い位相を逆位相或いは同位相にすることで得られるが、はすば歯車を用いた場合、ギア間に生ずる振動成分の波形は、正面噛み合い率と重なりかみあい率の影響により正弦波状になるとは限らず、噛み合い位相を逆位相或いは同位相にするだけでは、波の重畳による打ち消し効果を期待することはできない。
【０００７】
本発明は、上述した問題を鑑みてなされたものであり、ギアの噛み合いから生ずる振動成分を低減することが可能なギア機構及びこのギア機構を備える画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成する本発明の一局面に係るギア機構は、 駆動源と接続される入力ギアと、該入力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、該第１の中間ギアと噛み合う第１の出力ギアを備え、前記入力ギアは、前記駆動源とともに、前記入力ギアの回転中心軸と直交する一の平面上において、前記入力ギアの回転中心軸と前記第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第１の中間ギアの回転中心軸と前記第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、該第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に（連続的に）移動可能であり、前記第１の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、前記第１の挟角の最大値と前記第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
上記構成によれば、第１の中間ギアの隣接する一対の歯間で入力ギア及び出力ギアの噛み合い位相を連続的に調整することが可能となる。したがって、入力ギアと中間ギアの間で生ずる振動成分波と中間ギアと出力ギアの間で生ずる振動成分波が最も打ち消し効果を発揮する入力ギア並びに中間ギアの位置を求めることが可能となる。
【００１０】
上記構成において、前記入力ギアと噛み合う第２の中間ギアと、該第２の中間ギアと噛み合う第２の出力ギアを更に備え、前記入力ギアが前記第１位置にあるとき、前記入力ギアの回転中心軸と前記第２の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第２の中間ギアの回転中心軸と前記第２の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第２の挟角が最小となる第３位置から、該第２の挟角が最大となる第４位置に無段階に移動可能であり、前記第２の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第２の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、前記第２の挟角の最大値と前記第２の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第２の中間ギアの歯数で除した値以上である構成とすることができる（請求項２）。この構成によれば、一の入力ギアから２系統の駆動系を構築するとともに両駆動系の振動成分の低減を図ることが可能となる。
【００１１】
上記構成において、前記第１の出力ギアの回転シャフトの一端部を回転可能に支持する支持板と、該支持板に固定されるとともに、前記第１の出力ギアの回転シャフトの他端部を回転可能に支持するフレームと、前記第１の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該ピンの一端部に取り付けられるとともに、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部を有する支持プレートを含む第１のスライドプレートを更に備え、前記フレームは、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部と、前記ピンが通過するとともに、該ピンの軸に対して前記ピンの直角方向の移動を案内するスリットを備える（請求項３）。前記第１の中間ギアが前記第１の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第１の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記スリットが形成される（請求項４）。
【００１２】
一の入力ギアから２系統の駆動系が派生する場合において、前記第１の出力ギアと前記第２の出力ギアの回転シャフトの一端部を回転可能に支持する支持板と、該支持板に固定されるとともに、前記第１の出力ギアと前記第２の出力ギアの回転シャフトの他端部を回転可能に支持するフレームと、第１のスライドプレートと第２のスライドプレートを更に備え、前記フレームは、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部を備え、前記第１のスライドプレートは、前記第１の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該第１のスライドプレートのピンの一端部に取り付けられる支持プレートを備え、前記第２のスライドプレートは、前記第２の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該第２のスライドプレートのピンの一端部に取り付けられる支持プレートを備え、前記フレームは、前記第１のスライドプレートのピンと前記第２のスライドプレートのピンがそれぞれ通過するとともに、各ピンの軸に対して直角方向の移動を案内する一対のスリットを備え、前記第１のスライドプレートの支持プレートと前記第２のスライドプレートの支持プレートはそれぞれ、開口部を備え、前記入力ギアの回転シャフトが、前記第１のスライドプレートの支持プレートと前記第２のスライドプレートの支持プレートの開口部を通過する（請求項５）。この構成において、前記第１の中間ギアが前記第１の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第１の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記一対のスリットのうち一方が形成され、前記第２の中間ギアが前記第２の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第２の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記一対のスリットのうち他方が形成される（請求項６）。
【００１３】
上記構成において、前記入力ギアのシャフトの通過を可能にする開口部と、固定具を挿通させるための長穴を有する第１のマウント部材を更に備え、該第１のマウント部材は、前記フレームに前記長穴を介して固定され、該長穴に案内されながら、該フレームに対して一の方向に移動可能である（請求項７）。上記構成において、前記駆動源を支持するとともに、前記入力ギアのシャフトの通過を可能にする開口部と、固定具を挿通させるための長穴を有する第２のマウント部材を更に備え、該第２のマウント部材は、前記第１のマウント部材に、前記第２のマウント部材に形成された前記長穴を介して固定され、前記第２のマウント部材に形成された前記長穴に案内されながら、前記第２のマウント部材は、該第１のマウント部材が移動可能な方向とは異なる方向に移動可能である（請求項８）。上記構成において、前記駆動源を支持するとともに、前記フレームに着脱自在に取り付けられるマウント部材を更に備え、前記フレームは、前記マウント部材の移動範囲を規制する規制部材を備える（請求項９）。
【００１４】
この目的を達成する本発明の他の局面に係る画像形成装置は、周面に静電潜像が形成される第１の像担持体を備える。また、この画像形成装置は、前記第１の像担持体に接続される第１の出力ギアと、該出力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、該第１の中間ギアと噛み合うとともに駆動源に接続される入力ギアを備え、前記入力ギアは、前記駆動源とともに、前記入力ギアの回転中心軸と直交する一の平面上において、前記入力ギアの回転中心軸と前記第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第１の中間ギアの回転中心軸と前記第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、該第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に移動可能であり、前記第１の中間ギアは、前記入力ギアの移動に伴い、該入力ギア及び前記第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、前記第１の挟角の最大値と前記第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする（請求項１０）。
【００１５】
上記構成によれば、第１の中間ギアの隣接する一対の歯間で入力ギア及び出力ギアの噛み合い位相を連続的に調整することが可能となる。したがって、入力ギアと中間ギアの間で生ずる振動成分波と中間ギアと出力ギアの間で生ずる振動成分波が最も打ち消し効果を発揮する入力ギア並びに中間ギアの位置を求めることが可能となる。
【００１６】
上記構成において、周面に静電潜像が形成される第２の像担持体と、該第２の像担持体に接続される第２の出力ギアと、該第２の出力ギア及び前記入力ギアと噛み合う第２の中間ギアを更に備え、前記入力ギアの回転中心軸と前記第２の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第２の中間ギアの回転中心軸と前記第２の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第２の挟角が最小となる第３位置から、前記第２の挟角が最大となる第４位置に無段階に移動可能であり、前記第２の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第２の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、前記第２の挟角の最大値と前記第２の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第２の中間ギアの歯数で除した値以上である構成とすることができる（請求項１１）。この構成によれば、一の入力ギアから２系統の駆動系を構築するとともに両駆動系の振動成分の低減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
上述の如く、本発明に係るギア構造並びに画像形成装置は、好適に、振動成分を低減するギアの噛み合い位相を求めることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る駆動機構を適用したタンデム型のカラープリンタの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る駆動機構の展開斜視図である。
【図３】図２に示す駆動機構の組立図である。
【図４】図２に示す駆動機構に用いられるモータの概略側面図である。
【図５】ギアの噛み合いを説明する図である。
【図６】入力ギアを変位させたときのギアの噛み合い状態を示す図である。
【図７】他の実施例に係る駆動機構の斜視図である。
【図８】従来の振動成分の低減手法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、一実施例に係る画像形成装置１の構成を示した概略図である。画像形成装置１は、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機或いは外部から入力された画像情報に基づいて印刷用紙等の印刷媒体の表面にトナー画像を転写して印刷を行う他の装置とすることができる。
【００２０】
なお、図１に例示される画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１は、四角箱状の装置本体２を備え、装置本体２内部で、カラー画像が用紙上に形成（プリント）される。装置本体２の上面部には、用紙排出部（排出トレイ）３が設けられ、用紙排出部３は、カラー画像が印刷された用紙を排出する。
【００２１】
装置本体２は、用紙を供給する給紙カセット５、給紙カセット５の上方に位置するとともに手差しの用紙を供給するスタックトレイ６及びスタックトレイ６の上方に位置する画像形成部７を備える。画像形成部７は、画像形成装置１の外部から送信されてくる文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙に画像を形成する。
【００２２】
図１に示す装置本体２の左部には、第１の搬送路９が配設され、第１の搬送路９を通じて、給紙カセット５から繰り出された用紙が画像形成部７に搬送される。第２の搬送路１０が、給紙カセット５上方に配される。第２の搬送路１０を通じて、スタックトレイ６から繰り出された用紙が、装置本体２の右方から左方に向けて移動し、画像形成部７に到達する。装置本体２内の左上部には、画像形成部７で画像が形成された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット１４と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３に搬送する第３の搬送路１１が設けられている。
【００２３】
用紙を補充するために、給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば、図１の右側）に引き出し可能に形成される。給紙カセット５は、収納部１６を備える。なお収納部１６に収納されている用紙は、給紙ローラ１７及び捌きローラ１８により１枚ずつ第１の搬送路９に向けて繰り出される。
【００２４】
スタックトレイ６は、装置本体２の外面に沿う閉位置と装置本体２の外面から突出する開位置（図１に示される）の間を上下に回動可能に形成される。スタックトレイ６の手差し部１９には手差し用の用紙が１枚ずつ載置されるか、又は、複数枚の手差し用の用紙が積載される。手差し部１９に載置された用紙はピックアップローラ２０及び捌きローラ２１により１枚ずつ第２の搬送路１０に向けて繰り出される。
【００２５】
第１の搬送路９と第２の搬送路１０は、レジストローラ２２の手前で合流する。レジストローラ２２に到達した用紙はここで一旦停止し、スキュー調整とタイミング調整の後、二次転写部２３に向けて送出される。二次転写部２３に送出された用紙には、中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が二次転写される。二次転写の後、用紙は、定着ユニット１４に送られ、トナー画像が用紙上に定着される。必要に応じて、トナー画像を用紙に定着させた後に、他の面に、二次転写部２３を用いて、フルカラーのトナー画像を二次転写するために、用紙が第４の搬送路１２に送り出され、反転されることができる。新たなトナー画像が、定着ユニット１４を用いて定着された後、第３の搬送路１１を通って排出ローラ２４により用紙排出部３に排出される。
【００２６】
画像形成部７は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各トナー画像を形成する４つの画像形成ユニット２６〜２９を備える。更に、画像形成部７は、中間転写部３０を備え、中間転写部３０は、これら画像形成ユニット２６〜２９で形成した各色別のトナー画像を合成して担持する。
【００２７】
各画像形成ユニット２６〜２９は、感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の周面に対向して配設された帯電部３３と、帯電部３３の下流側であって感光体ドラム３２の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット３４と、レーザ走査ユニット３４からのレーザビームの照射位置の下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設された現像部３５と、現像部３５の下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設されたクリーニング部３６とを備える。
【００２８】
図１に示す各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、駆動モータ（以下に詳述される）（駆動源）により反時計回り方向に回転する。各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５の各トナーボックス５１内には、ブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーがそれぞれ収納される。
【００２９】
中間転写部３０は、画像形成ユニット２６の近傍位置に配設された後ローラ（駆動ローラ）３８と、画像形成ユニット２９の近傍位置に配設された前ローラ（従動ローラ）３９と、後ローラ３８と前ローラ３９の間で延びる中間転写ベルト４０と、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２の回転方向において、現像部３５の下流側に位置するとともに、中間転写ベルト４０を介して圧接可能に配設された４つの転写ローラ４１とを備える。
【００３０】
各画像形成ユニット２６〜２９の転写ローラ４１の位置で、中間転写ベルト４０上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写され、最後にはフルカラーのトナー画像が形成される。
【００３１】
第１の搬送路９は、中間転写部３０に向けて延び、給紙カセット５から繰り出されてきた用紙が、第１の搬送路９を通じて、中間転写部３０に到達する。第１の搬送路９は、装置本体２内の所定の位置に配設された複数の搬送ローラ４３と、中間転写部３０の手前に配設されるとともに、画像形成部７の画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るためのレジストローラ２２を備える。
【００３２】
画像形成部７にて用紙上に転写されたトナー画像は、用紙上に定着されていない。定着ユニット１４は、未定着の画像を有するトナー画像を加熱及び加圧し、用紙に定着させる。定着ユニット１４は、例えば、加熱式の加圧ローラ４４と定着ローラ４５からなるローラ対を備える。加圧ローラ４４は、例えば、金属製の芯材と弾性体の表層（例えばシリコンゴム）を備え、定着ローラ４５は、金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンスポンジ）及び離型層（例えば、ＰＦＡ）を備えることができる。また、定着ローラ４５に隣接してヒートローラ４６が設けられ、このヒートローラ４６と定着ローラ４５には加熱ベルト４８が巻回される。
【００３３】
用紙の搬送方向において、定着ユニット１４の上流側及び下流側には、それぞれ搬送路４７が設けられる。中間転写部３０を通って搬送されてきた用紙は、上流側の搬送路４７を通じて加圧ローラ４４と定着ローラ４５との間のニップに導入される。そして、加圧ローラ４４及び定着ローラ４５間を通過した用紙は下流側の搬送路４７を通じて第３の搬送路１１に案内される。
【００３４】
第３の搬送路１１は、定着ユニット１４で定着処理の行われた用紙を用紙排出部３に搬送する。このため、第３の搬送路１１には、適宜位置に搬送ローラ４９が配設される。また、第３の搬送路１１の出口には、排出ローラ２４が配設される。
【００３５】
図２は、図１に示す画像形成装置１の画像形成ユニット２８，２９の感光体ドラム３２の駆動に用いられる駆動機構を示す展開斜視図である。図３は、図２に示す駆動機構の組立図である。図４は、図２に示す駆動機構に用いられるモータ（駆動源）の概略側面図である。図５は、図２に示す駆動機構が組み立てられたときのギアの噛み合いの一例を示す。尚、図２乃至図５に示す駆動機構は、画像形成ユニット２８，２９に対して形成されるものであるが、画像形成ユニット２６，２７に同一の駆動機構を用いることも可能である。
【００３６】
駆動機構３２０は、支持板３２１を備える。支持板３２１は、２つの面を有し、一方の面は、ドライブ面ＤＳであり、ドライブ面ＤＳの反対側の面は、オペレーション面ＯＳである。ドライブ面ＤＳ側に、駆動機構３２０が構築され、オペレーション面側に、感光体ドラム３２が配される。支持板３２１は、一対の開口部２１０を備え、開口部２１０には軸受が装着される。
【００３７】
図２には、ドライブ面ＤＳに隣接して、４つのギア３２２，３２３，３２４，３２５が示される。第１の出力ギア３２２及び第１の中間ギア３２４は、画像形成ユニット２８の感光体ドラム３２を回転させるために用いられる。第２の出力ギア３２３及び第２の中間ギア３２５は、画像形成ユニット２９の感光体ドラム３２を回転させるために用いられる。駆動機構３２０が組み立てられるとき、図５に示すように、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５の間には、入力ギア３２６が配される。
【００３８】
図４に示す如く、入力ギア３２６は、モータ３２７の回転シャフト２７０と同軸かつ一体で切削加工される。モータ３２７が作動し、回転シャフト２７０が回転すると、入力ギア３２６は回転シャフト２７０とともに回転する。図５に示す如く、入力ギア３２６は、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５の両方と噛み合い、モータ３２７の駆動力は、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５に伝達される。第１の中間ギア３２４は、第１の出力ギア３２２と噛み合う。したがって、第１の中間ギア３２４に伝達された駆動力は、第１の出力ギア３２２に伝達される。同様に、第２の中間ギア３２５は、第１の出力ギア３２４と噛み合う。したがって、第２の中間ギア３２５に伝達された駆動力は、第２の出力ギア３２３に伝達される。尚、図２乃至図５に示すギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６は、本実施例では、いずれもはすば歯車であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３９】
駆動機構３２０は、縦断面略Ｕ字形状をなすフレーム３２８を備える。フレーム３２８は、上下に配された一対のＬ字状部材２８１と、Ｌ字状部材２８１のモータ側の縁に接続される平板部２８２を備える。Ｌ字状部材２８１の１つの面は、支持板３２１に当接し、ボルトなどの適切な手段で固定される。平板部２８２は、支持板３２１から離間して配され、支持板３２１のドライブ面ＤＳに対して平行な面を形成する。支持板３２１と平板部２８２の間の空間に、ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６が収容される。
【００４０】
平板部２８２は、支持板３２１に形成された一対の開口部２１０にそれぞれ対応する一対の開口部８２０を備える。開口部８２０には軸受が装着される。第１の出力ギア３２２及び第２の出力ギア３２３は、それぞれの回転中心軸と同心に配される円筒形状のスリーブ２２０と、スリーブ２２０を貫通する回転シャフト２２２，２２３を備える。回転シャフト２２２の一端部は、支持板３２１の開口部２１０を介して、支持板３２１のオペレーション面ＯＳから突出し、画像形成ユニット２８の感光体ドラム３２に接続される。また、回転シャフト２２３の一端部は、支持板３２１の開口部２１０を介して、支持板３２１のオペレーション面ＯＳから突出し、画像形成ユニット２９の感光体ドラム３２に接続される。スリーブ２２０と回転シャフト２２２，２２３間は、キーを介して接続される。したがって、第１の中間ギア３２４から第１の出力ギア３２２が駆動力を受けると、第１の出力ギア３２２は、回転シャフト２２２とともに回転し、回転シャフト２２２に接続される画像形成ユニット２８の感光体ドラム３２が回転することとなる。同様に、第２の中間ギア３２５から第２の出力ギア３２３が駆動力を受けると、第２の出力ギア３２３は、回転シャフト２２３とともに回転し、回転シャフト２２３に接続される画像形成ユニット２９の感光体ドラム３２が回転することとなる。
【００４１】
平板部２８２は、更に、開口部８２１を備える。入力ギア３２６を支持するモータ２７１の回転シャフト２７０は、開口部８２１を通じて、平板部２８２と支持板３２１の間に形成された空間内に突出し、入力ギア３２６が第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５の間に配されることとなる。開口部８２１は、入力ギア３２６の回転シャフト２７０（即ち、モータ３２７の回転シャフト）の外径よりも大きく形成される。
【００４２】
平板部２８２は、更に、一対のスリット８２２を備える。一対のスリット８２２間に開口部８２１が位置する。一対のスリット８２２は、開口部８２１側を基端にして、斜め上方に弧を描いて延びる。スリット８２２の円弧曲線は、中間ギア３２４，３２５を出力ギア３２２，３２３のピッチ円上で転動させたときの中間ギア３２４，３２５の回転中心の軌跡に一致する。
【００４３】
ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６とは反対側の平板部２８２の面側に第１のスライドプレート３３１と第２のスライドプレート３３２が配される。第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２はそれぞれ、略楕円形状に形成された支持プレート３１０と円柱形状のピン３１１を備える。支持プレート３１０の領域のうち入力ギア３２６の回転シャフト２７０の近くに位置する半分の領域１０１に開口部１０２が形成される。駆動機構３２０が組み立てられると、第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２の領域１０１同士が重ね合わせられる。開口部１０２は、入力ギア３２６の回転シャフト２７０の基端部に形成される円板状の隆起部２７９と略同形同大に形成され、隆起部２７９が開口部１０２に嵌合する。
【００４４】
ピン３１１は、スリット８２２を介して、平板部２８２を貫通する。第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５それぞれは、各ギア３２４，３２５の回転中心軸と同心に配された円筒形状のスリーブ２４０を備える。平板部２８２を貫通したピン３１１はそれぞれ、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５のスリーブ２４０に挿通される。第１の中間ギア３２４及び第２の中間ギア３２５が回転している間、スリーブ２４０はピン３１１の周面上を摺動回転する。スリット８２２の幅は、ピンの外径と略等しい大きさとされる。入力ギア３２６が、上下方向或いは左右方向に変位している間、入力ギア３２６の変位に応じて、ピン３１１は、スリット８２２に沿って移動する。
【００４５】
駆動機構３２０は、矩形平板状に形成された第１のマウント部材３３４を備える。第１のマウント部材３３４は、その中央領域に略楕円形状の開口部３４０を備える。開口部３４０内に第１のスライドプレート３３１と第２のスライドプレート３３２の支持プレート３１０が収容される。第１のマウント部材３３４の厚さは、支持プレート３１０の厚肉領域の厚さ以上の寸法とされる。第１のマウント部材３３４の各角隅部に、上下方向に延びる長穴３４１が形成される。ボルト３４２が長穴３４１に挿入され、フレーム３２８の平板部２８２に形成されたねじ穴８２３と螺合する。
【００４６】
第１のマウント部材３３４の開口部３４０を塞ぐように、矩形平板状に形成された第２のマウント部材３３５が配される。第２のマウント部材３３５の略中央に、開口部３５０が配される。開口部３５０は、入力ギア３２６の回転シャフト２７０の基端部に形成された隆起部２７９と略同形同大に形成され、隆起部２７９が開口部３５０と嵌合する。開口部３５０の左右に弧状に形成された一対の開口部３５１が形成される。開口部３５１は、第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２の支持プレート３１０を貫通したピン３１１の突出部分を収容するために設けられる。したがって、第２のマウント部材３３５は、支持プレート３１０からモータ３２７の方向に突出するピン３１１の突出長さよりも厚く形成される。第２のマウント部材３３５の各角隅部に、左右方向に延びる長穴３５２が形成される。ボルト３５３が長穴に挿入され、第１のマウント部材３３４に形成されたねじ穴３４９と螺合する。尚、フレーム３２８の平板部２８２には、上下方向に延びる開口部８２４が形成され、第１のマウント部材３３４を貫いて突出したボルト３５３の先端と、平板部２８２が干渉することが防がれている。
【００４７】
モータ３２７は、第１プレート２７１を介して、第２のマウント部材３３５に取り付けられる。第１プレート２７１は、第２のマウント部材３３５に当接する。第１プレート２７１には、ボルト７１０を挿通させるための開口部が形成され、ボルト７１０に対応するように、基板２７２に切り欠きが形成される。ボルト７１０は、第２のマウント部材３３５に形成されたねじ穴３５４に螺合する。第２のマウント部材３３５から突出したボルト７１０との干渉を避けるべく、第１のマウント部材３３４に、開口部３４３が形成され、フレーム３２８の平板部２８２には、開口部８２５が形成される。
【００４８】
図６は、図２乃至図５に関連して説明した駆動機構３２０の入力ギア３２６の変位を説明する図である。尚、図６では、不必要に図面が不明瞭とならぬように、各ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６の外径線を点線で示し、回転中心軸を黒点で示し、他の詳細な構造は省略されている。図６において、入力ギア３２６の回転中心軸には、符号Ａが付され、第１の中間ギア３２４の回転中心軸には、符号Ｂ１が付され、第２の中間ギア３２５の回転中心軸には、符号Ｂ２が付され、第１の出力ギア３２２の回転中心軸には符号Ｃ１が付され、第２の出力ギア３２３の回転中心軸には符号Ｃ２が付されている。
【００４９】
図６（ａ）を参照すると、第１のマウント部材３３４の長穴３４１の中心にボルト３４２が位置している。また、第２のマウント部材３３５の長穴３５２の中心にボルト３５３が位置している。図６（ｂ）に示す駆動機構３２０は、図６（ａ）に示す状態から、ボルト３４２を一端緩め、第１のマウント部材３３４を上方に変位させた状態である。また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す駆動機構３２０は、回転中心軸Ａを上下方向に通過する直線に対して、第１の出力ギア３２２と第２の出力ギア３２３は左右対称に配され、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５も同様に左右対称に配されている。以下に示す表１は、図６（ａ）に示す駆動機構３２０の各種設計寸法値を示す。表２は、図６（ｂ）に示す駆動機構３２０の各種設計寸法値を示す。表３は、各ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６の歯数を示す。尚、各ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６のモジュールは０．５であり、ねじれ角１５°のはすば歯車である。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
表１及び表２を参照すると明らかであるが、入力ギア３２６を上方に４ｍｍだけ変位させると、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ１を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ１と回転中心軸Ｃ１を結ぶ線分のなす挟角及び回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ２を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ２と回転中心軸Ｃ２を結ぶ線分のなす挟角がそれぞれ、１２１．１°から１３０．２°になることが分かる。図６（ａ）に示す駆動機構３２０の入力ギア３２６と中間ギア３２４の噛み合い中心点から、中間ギア３２４と出力ギア３２２の噛み合い中心点の間に存する中間ギアの歯数は、３７．０枚となる。図６（ｂ）に示す駆動機構３２０の入力ギア３２６と第１の中間ギア３２４の噛み合い中心点から、第１の中間ギア３２４と第１の出力ギア３２２の噛み合い中心点の間に存する第１の中間ギア３２４の歯数は、３９．８枚となる。したがって、入力ギア３２６を上方に４ｍｍ移動させている間、入力ギア３２６並びに第１の出力ギア３２２の第１の中間ギア３２４に対する噛み合い位相が、第１の中間ギア３２４の歯の２．８枚分だけ連続的に変化していることとなる。入力ギア３２６並びに第２の出力ギア３２３の第２の中間ギア３２５に対する噛み合い位相についても同様である。尚、噛み合い位相の調整が、中間ギア３２４、３２５の互いに隣り合う一対の歯の間の中心角の範囲でなされれば、最も振動成分を抑制できる噛み合い位相を求めることができるので、第１のマウント部材３３４の長穴３４１の長さは、この条件を満たすように決定される。例えば、ボルト３２４が長穴３４１の上端に位置するときの入力ギア３２６と中間ギア３２４、３２５の噛み合い中心点から、中間ギア３２４、３２５と出力ギア３２２、３２３の噛み合い中心点の間に存する中間ギア３２４、３２５の歯数と、ボルト３２４が長穴３４１の下端に位置するときの入力ギア３２６と中間ギア３２４、３２５の噛み合い中心点から、中間ギア３２４、３２５と出力ギア３２２、３２３の噛み合い中心点の間に存する第１の中間ギアの歯数との差異が１枚以上となるように、長穴３４１の長さ寸法が定められる。
【００５４】
第２のマウント部材３３５のボルト３５３を緩めると、第２のマウント部材３３５は、左右方向に移動可能である。第２のマウント部材３３５を左右方向に移動させると、入力ギア３２６の回転シャフト２７０と嵌合する第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２が左右方向に移動する。このとき、第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２のピン３１１が、フレーム３２８に形成されたスリット８２２に案内されるため、第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２の移動は、スリット８２２により定められる軌跡を描くこととなる。したがって、第２のマウント部材３３５を左右方向に移動させることによっても、入力ギア３２６並びに出力ギア３２２、３２３の中間ギア３２３、３２５に対する噛み合い位相の調整を行なうことができる。尚、第２のマウント部材３３５を移動させた場合、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ１を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ１と回転中心軸Ｃ１を結ぶ線分のなす挟角が増加すると、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ２を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ２と回転中心軸Ｃ２を結ぶ線分のなす挟角が小さくなり、逆に、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ１を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ１と回転中心軸Ｃ１を結ぶ線分のなす挟角が小さくなると、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ２を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ２と回転中心軸Ｃ２を結ぶ線分のなす挟角が大きくなる。
【００５５】
上記説明において、入力ギア３２６から派生する２系統の駆動系を備える形態について説明してきたが、本実施例では、入力ギア３２６から１系統の駆動系を派生させてもよい。この場合には、第１のマウント部材３３４と第２のマウント部材３３５のうちいずれか一方のマウント部材だけを使用すればよい。上下方向の移動或いは左右方向の移動のみで、目的とするギア歯間の位相の無段階或いは連続的な調整を行なうことができるからである。
【００５６】
図７は、駆動機構３２０の他の実施例を示す斜視図である。図７に示す駆動機構３２０は、図２乃至図６に関連して説明した駆動機構と略同様の構造をなすので、以下に、相違点のみを説明する。
【００５７】
図７に示す駆動機構３２０は、図２乃至図６に関連して詳述した第１のマウント部材３３４及び第２のマウント部材３３５に代えて、フレーム３２８の平板部２８２に着脱自在に固定される略逆Ｔ字形状のマウント部材９００を備える。図７に示す実施例では、フレーム３２８は、鉄などの磁性金属或いは磁性プラスチックなどの磁性材料から形成される。また、マウント部材９００は、マグネットプレートから形成される。
【００５８】
図２乃至図６に示される駆動機構３２０では、第１のマウント部材３３４の長穴３４１及び第２のマウント部材３３５の長穴３５２が、第１のマウント部材３３４及び第２のマウント部材３３５の移動範囲並びに移動方向を規制する役割を果たしたが、図７に示す例では、フレーム３２８の平板部２８２からモータ３２７側に突出する突出片９０１がマウント部材９００の移動範囲並びに移動方向を規制する役割を担う。
【００５９】
突出片９０１は、左右方向に延びるマウント部材９００の延出領域９０２の上縁、下縁に合わせて配される突出片９０１ａと上方向に延びるマウント部材９００の延出領域９０３の左右縁に合わせて配される突出片９０２ｂを含む。突出片９０１ａは、マウント部材９００の上下方向の移動範囲を規制する。突出片９０２ｂは、マウント部材９００の左右方向の移動範囲を規制する。突出片９０１ａは、フレーム３２８の平板部２８２上を上下方向に移動可能に形成され、マウント部材の延出領域９０２の上下縁に突出片９０１ａを当接させることにより、突出片９０１ａは、マウント部材９００の左右方向の移動のみを許容することとなり、マウント部材９００の移動方向を規制することとなる。突出片９０１ｂは、フレーム３２８の平板部２８２上を左右方向に移動可能に形成され、マウント部材の延出領域９０３の左右縁に突出片９０１ｂを当接させることにより、突出片９０１ｂは、マウント部材９００の上下方向の移動のみを許容することとなり、マウント部材９００の移動方向を規制することとなる。
【００６０】
マウント部材９００は、磁気的にフレーム３２８の平板部２８２に接続されるので、平板部２８２上で摺動可能である。したがって、マウント部材９００は、突出片９０１が定める移動範囲内或いは移動方向で移動し、図６に関連する説明と同様に、入力ギア３２６並びに出力ギア３２２、３２３の第２の中間ギア３２４、３２５に対する噛み合い位相を連続的に変化させることができる。尚、この実施例では、マウント部材９００の磁界がモータ３２７に影響を与えることを防止するための磁気遮蔽板等の手段並びにモータ３２７の駆動時におけるマウント部材９００の移動を確実に防止するための規制手段を追加的に設けることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、上記したタンデム型のカラープリンタの他、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの各種の画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・・・タンデム型のカラープリンタ（画像形成装置）
１０２・・・開口部（支持プレート）
２２２・・・回転シャフト（出力ギア）
２２３・・・回転シャフト（出力ギア）
２４０・・・スリーブ（中間ギア）
２７０・・・回転シャフト（入力ギア）
３１０・・・支持プレート
３１１・・・ピン
３２０・・・駆動機構（ギア機構）
３２１・・・支持板
３２２・・・第１の出力ギア
３２３・・・第２の出力ギア
３２４・・・第１の中間ギア
３２５・・・第２の中間ギア
３２６・・・入力ギア
３２７・・・モータ（駆動源）
３２８・・・フレーム
３３１・・・第１のスライドプレート
３３２・・・第２のスライドプレート
３３４・・・第１のマウント部材
３３５・・・第２のマウント部材
３４０・・・開口部（第１のマウント部材）
３４１・・・長穴（第１のマウント部材）
３５０・・・開口部（第２のマウント部材）
３５２・・・長穴（第２のマウント部材）
８２２・・・スリット
９００・・・マウント部材
９０１・・・突出片（規制部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギアの噛み合いから生ずる振動成分を低減することが可能なギア機構及びこのギア機構を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機やプリンタなどの画像形成装置は、モータなどの駆動源から駆動力を多連ギア列（複数のギアを連続的に噛み合わせてなるギア列）を用いて、被駆動体に駆動伝達する駆動系を備える。駆動系に用いられるギア間の噛み合いに起因する振動成分は、人間の官能領域の周波数範囲に入るため、この振動成分を低減させる必要がある。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２は、ギア間の噛み合いに起因する振動成分を低減させる技術を開示する。図８は、特許文献１及び特許文献２の開示技術の技術的思想を概略的に示す図である。図８には、一線上に整列した歯車Ａ、歯車Ｂ及び歯車Ｃが示される。特許文献１及び特許文献２の開示技術では、歯車Ａと歯車Ｂの間の噛み合いに起因して生ずる振動波形Ｖ１に対して、逆位相の振動波形Ｖ２を歯車Ｂと歯車Ｃとの間に生ずるように、歯車Ｃと歯車Ｂ間の噛み合い位相を定めている。これにより、振動波形Ｖ１と振動波形Ｖ２が互いに打ち消しあい、振動成分の低減が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１８０２４号公報
【特許文献２】特許第４０８１６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複写機やプリンタには、上記した振動成分の低減に加えて、高速性能が求められている。したがって、被駆動体に駆動力を伝達する駆動系を構成するギアとしては、平歯車よりもはすば歯車のほうが好ましい。
【０００６】
特許文献１や特許文献２の開示技術に示唆される正弦波状の振動成分Ｖ１、Ｖ２は、必ずしも得られるものではない。正弦波状の振動成分Ｖ１，Ｖ２の波の重畳による振動成分の打ち消し効果は、例えば、平歯車間の噛み合い位相を逆位相或いは同位相にすることで得られるが、はすば歯車を用いた場合、ギア間に生ずる振動成分の波形は、正面噛み合い率と重なりかみあい率の影響により正弦波状になるとは限らず、噛み合い位相を逆位相或いは同位相にするだけでは、波の重畳による打ち消し効果を期待することはできない。
【０００７】
本発明は、上述した問題を鑑みてなされたものであり、ギアの噛み合いから生ずる振動成分を低減することが可能なギア機構及びこのギア機構を備える画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成する本発明の一局面に係るギア機構は、 駆動源と接続される入力ギアと、該入力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、該第１の中間ギアと噛み合う第１の出力ギアを備え、前記入力ギアは、前記駆動源とともに、前記入力ギアの回転中心軸と直交する一の平面上において、前記入力ギアの回転中心軸と前記第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第１の中間ギアの回転中心軸と前記第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、該第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に（連続的に）移動可能であり、前記第１の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、前記第１の挟角の最大値と前記第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
上記構成によれば、第１の中間ギアの隣接する一対の歯間で入力ギア及び出力ギアの噛み合い位相を連続的に調整することが可能となる。したがって、入力ギアと中間ギアの間で生ずる振動成分波と中間ギアと出力ギアの間で生ずる振動成分波が最も打ち消し効果を発揮する入力ギア並びに中間ギアの位置を求めることが可能となる。
【００１０】
上記構成において、前記入力ギアと噛み合う第２の中間ギアと、該第２の中間ギアと噛み合う第２の出力ギアを更に備え、前記入力ギアが前記第１位置にあるとき、前記入力ギアの回転中心軸と前記第２の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第２の中間ギアの回転中心軸と前記第２の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第２の挟角が最小となる第３位置から、該第２の挟角が最大となる第４位置に無段階に移動可能であり、前記第２の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第２の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、前記第２の挟角の最大値と前記第２の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第２の中間ギアの歯数で除した値以上である構成とすることができる（請求項２）。この構成によれば、一の入力ギアから２系統の駆動系を構築するとともに両駆動系の振動成分の低減を図ることが可能となる。
【００１１】
上記構成において、前記第１の出力ギアの回転シャフトの一端部を回転可能に支持する支持板と、該支持板に固定されるとともに、前記第１の出力ギアの回転シャフトの他端部を回転可能に支持するフレームと、前記第１の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該ピンの一端部に取り付けられるとともに、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部を有する支持プレートを含む第１のスライドプレートを更に備え、前記フレームは、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部と、前記ピンが通過するとともに、該ピンの軸に対して前記ピンの直角方向の移動を案内するスリットを備える（請求項３）。前記第１の中間ギアが前記第１の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第１の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記スリットが形成される（請求項４）。
【００１２】
一の入力ギアから２系統の駆動系が派生する場合において、前記第１の出力ギアと前記第２の出力ギアの回転シャフトの一端部を回転可能に支持する支持板と、該支持板に固定されるとともに、前記第１の出力ギアと前記第２の出力ギアの回転シャフトの他端部を回転可能に支持するフレームと、第１のスライドプレートと第２のスライドプレートを更に備え、前記フレームは、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部を備え、前記第１のスライドプレートは、前記第１の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該第１のスライドプレートのピンの一端部に取り付けられる支持プレートを備え、前記第２のスライドプレートは、前記第２の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該第２のスライドプレートのピンの一端部に取り付けられる支持プレートを備え、前記フレームは、前記第１のスライドプレートのピンと前記第２のスライドプレートのピンがそれぞれ通過するとともに、各ピンの軸に対して直角方向の移動を案内する一対のスリットを備え、前記第１のスライドプレートの支持プレートと前記第２のスライドプレートの支持プレートはそれぞれ、開口部を備え、前記入力ギアの回転シャフトが、前記第１のスライドプレートの支持プレートと前記第２のスライドプレートの支持プレートの開口部を通過する（請求項５）。この構成において、前記第１の中間ギアが前記第１の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第１の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記一対のスリットのうち一方が形成され、前記第２の中間ギアが前記第２の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第２の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記一対のスリットのうち他方が形成される（請求項６）。
【００１３】
上記構成において、前記入力ギアのシャフトの通過を可能にする開口部と、固定具を挿通させるための長穴を有する第１のマウント部材を更に備え、該第１のマウント部材は、前記フレームに前記長穴を介して固定され、該長穴に案内されながら、該フレームに対して一の方向に移動可能である（請求項７）。上記構成において、前記駆動源を支持するとともに、前記入力ギアのシャフトの通過を可能にする開口部と、固定具を挿通させるための長穴を有する第２のマウント部材を更に備え、該第２のマウント部材は、前記第１のマウント部材に、前記第２のマウント部材に形成された前記長穴を介して固定され、前記第２のマウント部材に形成された前記長穴に案内されながら、前記第２のマウント部材は、該第１のマウント部材が移動可能な方向とは異なる方向に移動可能である（請求項８）。上記構成において、前記駆動源を支持するとともに、前記フレームに着脱自在に取り付けられるマウント部材を更に備え、前記フレームは、前記マウント部材の移動範囲を規制する規制部材を備える（請求項９）。
【００１４】
この目的を達成する本発明の他の局面に係る画像形成装置は、周面に静電潜像が形成される第１の像担持体を備える。また、この画像形成装置は、前記第１の像担持体に接続される第１の出力ギアと、該出力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、該第１の中間ギアと噛み合うとともに駆動源に接続される入力ギアを備え、前記入力ギアは、前記駆動源とともに、前記入力ギアの回転中心軸と直交する一の平面上において、前記入力ギアの回転中心軸と前記第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第１の中間ギアの回転中心軸と前記第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、該第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に移動可能であり、前記第１の中間ギアは、前記入力ギアの移動に伴い、該入力ギア及び前記第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、前記第１の挟角の最大値と前記第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする（請求項１０）。
【００１５】
上記構成によれば、第１の中間ギアの隣接する一対の歯間で入力ギア及び出力ギアの噛み合い位相を連続的に調整することが可能となる。したがって、入力ギアと中間ギアの間で生ずる振動成分波と中間ギアと出力ギアの間で生ずる振動成分波が最も打ち消し効果を発揮する入力ギア並びに中間ギアの位置を求めることが可能となる。
【００１６】
上記構成において、周面に静電潜像が形成される第２の像担持体と、該第２の像担持体に接続される第２の出力ギアと、該第２の出力ギア及び前記入力ギアと噛み合う第２の中間ギアを更に備え、前記入力ギアの回転中心軸と前記第２の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第２の中間ギアの回転中心軸と前記第２の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第２の挟角が最小となる第３位置から、前記第２の挟角が最大となる第４位置に無段階に移動可能であり、前記第２の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第２の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、前記第２の挟角の最大値と前記第２の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第２の中間ギアの歯数で除した値以上である構成とすることができる（請求項１１）。この構成によれば、一の入力ギアから２系統の駆動系を構築するとともに両駆動系の振動成分の低減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
上述の如く、本発明に係るギア構造並びに画像形成装置は、好適に、振動成分を低減するギアの噛み合い位相を求めることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る駆動機構を適用したタンデム型のカラープリンタの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る駆動機構の展開斜視図である。
【図３】図２に示す駆動機構の組立図である。
【図４】図２に示す駆動機構に用いられるモータの概略側面図である。
【図５】ギアの噛み合いを説明する図である。
【図６】入力ギアを変位させたときのギアの噛み合い状態を示す図である。
【図７】他の実施例に係る駆動機構の斜視図である。
【図８】従来の振動成分の低減手法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、一実施例に係る画像形成装置１の構成を示した概略図である。画像形成装置１は、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機或いは外部から入力された画像情報に基づいて印刷用紙等の印刷媒体の表面にトナー画像を転写して印刷を行う他の装置とすることができる。
【００２０】
なお、図１に例示される画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１は、四角箱状の装置本体２を備え、装置本体２内部で、カラー画像が用紙上に形成（プリント）される。装置本体２の上面部には、用紙排出部（排出トレイ）３が設けられ、用紙排出部３は、カラー画像が印刷された用紙を排出する。
【００２１】
装置本体２は、用紙を供給する給紙カセット５、給紙カセット５の上方に位置するとともに手差しの用紙を供給するスタックトレイ６及びスタックトレイ６の上方に位置する画像形成部７を備える。画像形成部７は、画像形成装置１の外部から送信されてくる文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙に画像を形成する。
【００２２】
図１に示す装置本体２の左部には、第１の搬送路９が配設され、第１の搬送路９を通じて、給紙カセット５から繰り出された用紙が画像形成部７に搬送される。第２の搬送路１０が、給紙カセット５上方に配される。第２の搬送路１０を通じて、スタックトレイ６から繰り出された用紙が、装置本体２の右方から左方に向けて移動し、画像形成部７に到達する。装置本体２内の左上部には、画像形成部７で画像が形成された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット１４と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３に搬送する第３の搬送路１１が設けられている。
【００２３】
用紙を補充するために、給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば、図１の右側）に引き出し可能に形成される。給紙カセット５は、収納部１６を備える。なお収納部１６に収納されている用紙は、給紙ローラ１７及び捌きローラ１８により１枚ずつ第１の搬送路９に向けて繰り出される。
【００２４】
スタックトレイ６は、装置本体２の外面に沿う閉位置と装置本体２の外面から突出する開位置（図１に示される）の間を上下に回動可能に形成される。スタックトレイ６の手差し部１９には手差し用の用紙が１枚ずつ載置されるか、又は、複数枚の手差し用の用紙が積載される。手差し部１９に載置された用紙はピックアップローラ２０及び捌きローラ２１により１枚ずつ第２の搬送路１０に向けて繰り出される。
【００２５】
第１の搬送路９と第２の搬送路１０は、レジストローラ２２の手前で合流する。レジストローラ２２に到達した用紙はここで一旦停止し、スキュー調整とタイミング調整の後、二次転写部２３に向けて送出される。二次転写部２３に送出された用紙には、中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が二次転写される。二次転写の後、用紙は、定着ユニット１４に送られ、トナー画像が用紙上に定着される。必要に応じて、トナー画像を用紙に定着させた後に、他の面に、二次転写部２３を用いて、フルカラーのトナー画像を二次転写するために、用紙が第４の搬送路１２に送り出され、反転されることができる。新たなトナー画像が、定着ユニット１４を用いて定着された後、第３の搬送路１１を通って排出ローラ２４により用紙排出部３に排出される。
【００２６】
画像形成部７は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各トナー画像を形成する４つの画像形成ユニット２６〜２９を備える。更に、画像形成部７は、中間転写部３０を備え、中間転写部３０は、これら画像形成ユニット２６〜２９で形成した各色別のトナー画像を合成して担持する。
【００２７】
各画像形成ユニット２６〜２９は、感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の周面に対向して配設された帯電部３３と、帯電部３３の下流側であって感光体ドラム３２の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット３４と、レーザ走査ユニット３４からのレーザビームの照射位置の下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設された現像部３５と、現像部３５の下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設されたクリーニング部３６とを備える。
【００２８】
図１に示す各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、駆動モータ（以下に詳述される）（駆動源）により反時計回り方向に回転する。各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５の各トナーボックス５１内には、ブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーがそれぞれ収納される。
【００２９】
中間転写部３０は、画像形成ユニット２６の近傍位置に配設された後ローラ（駆動ローラ）３８と、画像形成ユニット２９の近傍位置に配設された前ローラ（従動ローラ）３９と、後ローラ３８と前ローラ３９の間で延びる中間転写ベルト４０と、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２の回転方向において、現像部３５の下流側に位置するとともに、中間転写ベルト４０を介して圧接可能に配設された４つの転写ローラ４１とを備える。
【００３０】
各画像形成ユニット２６〜２９の転写ローラ４１の位置で、中間転写ベルト４０上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写され、最後にはフルカラーのトナー画像が形成される。
【００３１】
第１の搬送路９は、中間転写部３０に向けて延び、給紙カセット５から繰り出されてきた用紙が、第１の搬送路９を通じて、中間転写部３０に到達する。第１の搬送路９は、装置本体２内の所定の位置に配設された複数の搬送ローラ４３と、中間転写部３０の手前に配設されるとともに、画像形成部７の画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るためのレジストローラ２２を備える。
【００３２】
画像形成部７にて用紙上に転写されたトナー画像は、用紙上に定着されていない。定着ユニット１４は、未定着の画像を有するトナー画像を加熱及び加圧し、用紙に定着させる。定着ユニット１４は、例えば、加熱式の加圧ローラ４４と定着ローラ４５からなるローラ対を備える。加圧ローラ４４は、例えば、金属製の芯材と弾性体の表層（例えばシリコンゴム）を備え、定着ローラ４５は、金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンスポンジ）及び離型層（例えば、ＰＦＡ）を備えることができる。また、定着ローラ４５に隣接してヒートローラ４６が設けられ、このヒートローラ４６と定着ローラ４５には加熱ベルト４８が巻回される。
【００３３】
用紙の搬送方向において、定着ユニット１４の上流側及び下流側には、それぞれ搬送路４７が設けられる。中間転写部３０を通って搬送されてきた用紙は、上流側の搬送路４７を通じて加圧ローラ４４と定着ローラ４５との間のニップに導入される。そして、加圧ローラ４４及び定着ローラ４５間を通過した用紙は下流側の搬送路４７を通じて第３の搬送路１１に案内される。
【００３４】
第３の搬送路１１は、定着ユニット１４で定着処理の行われた用紙を用紙排出部３に搬送する。このため、第３の搬送路１１には、適宜位置に搬送ローラ４９が配設される。また、第３の搬送路１１の出口には、排出ローラ２４が配設される。
【００３５】
図２は、図１に示す画像形成装置１の画像形成ユニット２８，２９の感光体ドラム３２の駆動に用いられる駆動機構を示す展開斜視図である。図３は、図２に示す駆動機構の組立図である。図４は、図２に示す駆動機構に用いられるモータ（駆動源）の概略側面図である。図５は、図２に示す駆動機構が組み立てられたときのギアの噛み合いの一例を示す。尚、図２乃至図５に示す駆動機構は、画像形成ユニット２８，２９に対して形成されるものであるが、画像形成ユニット２６，２７に同一の駆動機構を用いることも可能である。
【００３６】
駆動機構３２０は、支持板３２１を備える。支持板３２１は、２つの面を有し、一方の面は、ドライブ面ＤＳであり、ドライブ面ＤＳの反対側の面は、オペレーション面ＯＳである。ドライブ面ＤＳ側に、駆動機構３２０が構築され、オペレーション面側に、感光体ドラム３２が配される。支持板３２１は、一対の開口部２１０を備え、開口部２１０には軸受が装着される。
【００３７】
図２には、ドライブ面ＤＳに隣接して、４つのギア３２２，３２３，３２４，３２５が示される。第１の出力ギア３２２及び第１の中間ギア３２４は、画像形成ユニット２８の感光体ドラム３２を回転させるために用いられる。第２の出力ギア３２３及び第２の中間ギア３２５は、画像形成ユニット２９の感光体ドラム３２を回転させるために用いられる。駆動機構３２０が組み立てられるとき、図５に示すように、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５の間には、入力ギア３２６が配される。
【００３８】
図４に示す如く、入力ギア３２６は、モータ３２７の回転シャフト２７０と同軸かつ一体で切削加工される。モータ３２７が作動し、回転シャフト２７０が回転すると、入力ギア３２６は回転シャフト２７０とともに回転する。図５に示す如く、入力ギア３２６は、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５の両方と噛み合い、モータ３２７の駆動力は、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５に伝達される。第１の中間ギア３２４は、第１の出力ギア３２２と噛み合う。したがって、第１の中間ギア３２４に伝達された駆動力は、第１の出力ギア３２２に伝達される。同様に、第２の中間ギア３２５は、第１の出力ギア３２４と噛み合う。したがって、第２の中間ギア３２５に伝達された駆動力は、第２の出力ギア３２３に伝達される。尚、図２乃至図５に示すギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６は、本実施例では、いずれもはすば歯車であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３９】
駆動機構３２０は、縦断面略Ｕ字形状をなすフレーム３２８を備える。フレーム３２８は、上下に配された一対のＬ字状部材２８１と、Ｌ字状部材２８１のモータ側の縁に接続される平板部２８２を備える。Ｌ字状部材２８１の１つの面は、支持板３２１に当接し、ボルトなどの適切な手段で固定される。平板部２８２は、支持板３２１から離間して配され、支持板３２１のドライブ面ＤＳに対して平行な面を形成する。支持板３２１と平板部２８２の間の空間に、ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６が収容される。
【００４０】
平板部２８２は、支持板３２１に形成された一対の開口部２１０にそれぞれ対応する一対の開口部８２０を備える。開口部８２０には軸受が装着される。第１の出力ギア３２２及び第２の出力ギア３２３は、それぞれの回転中心軸と同心に配される円筒形状のスリーブ２２０と、スリーブ２２０を貫通する回転シャフト２２２，２２３を備える。回転シャフト２２２の一端部は、支持板３２１の開口部２１０を介して、支持板３２１のオペレーション面ＯＳから突出し、画像形成ユニット２８の感光体ドラム３２に接続される。また、回転シャフト２２３の一端部は、支持板３２１の開口部２１０を介して、支持板３２１のオペレーション面ＯＳから突出し、画像形成ユニット２９の感光体ドラム３２に接続される。スリーブ２２０と回転シャフト２２２，２２３間は、キーを介して接続される。したがって、第１の中間ギア３２４から第１の出力ギア３２２が駆動力を受けると、第１の出力ギア３２２は、回転シャフト２２２とともに回転し、回転シャフト２２２に接続される画像形成ユニット２８の感光体ドラム３２が回転することとなる。同様に、第２の中間ギア３２５から第２の出力ギア３２３が駆動力を受けると、第２の出力ギア３２３は、回転シャフト２２３とともに回転し、回転シャフト２２３に接続される画像形成ユニット２９の感光体ドラム３２が回転することとなる。
【００４１】
平板部２８２は、更に、開口部８２１を備える。入力ギア３２６を支持するモータ２７１の回転シャフト２７０は、開口部８２１を通じて、平板部２８２と支持板３２１の間に形成された空間内に突出し、入力ギア３２６が第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５の間に配されることとなる。開口部８２１は、入力ギア３２６の回転シャフト２７０（即ち、モータ３２７の回転シャフト）の外径よりも大きく形成される。
【００４２】
平板部２８２は、更に、一対のスリット８２２を備える。一対のスリット８２２間に開口部８２１が位置する。一対のスリット８２２は、開口部８２１側を基端にして、斜め上方に弧を描いて延びる。スリット８２２の円弧曲線は、中間ギア３２４，３２５を出力ギア３２２，３２３のピッチ円上で転動させたときの中間ギア３２４，３２５の回転中心の軌跡に一致する。
【００４３】
ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６とは反対側の平板部２８２の面側に第１のスライドプレート３３１と第２のスライドプレート３３２が配される。第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２はそれぞれ、略楕円形状に形成された支持プレート３１０と円柱形状のピン３１１を備える。支持プレート３１０の領域のうち入力ギア３２６の回転シャフト２７０の近くに位置する半分の領域１０１に開口部１０２が形成される。駆動機構３２０が組み立てられると、第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２の領域１０１同士が重ね合わせられる。開口部１０２は、入力ギア３２６の回転シャフト２７０の基端部に形成される円板状の隆起部２７９と略同形同大に形成され、隆起部２７９が開口部１０２に嵌合する。
【００４４】
ピン３１１は、スリット８２２を介して、平板部２８２を貫通する。第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５それぞれは、各ギア３２４，３２５の回転中心軸と同心に配された円筒形状のスリーブ２４０を備える。平板部２８２を貫通したピン３１１はそれぞれ、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５のスリーブ２４０に挿通される。第１の中間ギア３２４及び第２の中間ギア３２５が回転している間、スリーブ２４０はピン３１１の周面上を摺動回転する。スリット８２２の幅は、ピンの外径と略等しい大きさとされる。入力ギア３２６が、上下方向或いは左右方向に変位している間、入力ギア３２６の変位に応じて、ピン３１１は、スリット８２２に沿って移動する。
【００４５】
駆動機構３２０は、矩形平板状に形成された第１のマウント部材３３４を備える。第１のマウント部材３３４は、その中央領域に略楕円形状の開口部３４０を備える。開口部３４０内に第１のスライドプレート３３１と第２のスライドプレート３３２の支持プレート３１０が収容される。第１のマウント部材３３４の厚さは、支持プレート３１０の厚肉領域の厚さ以上の寸法とされる。第１のマウント部材３３４の各角隅部に、上下方向に延びる長穴３４１が形成される。ボルト３４２が長穴３４１に挿入され、フレーム３２８の平板部２８２に形成されたねじ穴８２３と螺合する。
【００４６】
第１のマウント部材３３４の開口部３４０を塞ぐように、矩形平板状に形成された第２のマウント部材３３５が配される。第２のマウント部材３３５の略中央に、開口部３５０が配される。開口部３５０は、入力ギア３２６の回転シャフト２７０の基端部に形成された隆起部２７９と略同形同大に形成され、隆起部２７９が開口部３５０と嵌合する。開口部３５０の左右に弧状に形成された一対の開口部３５１が形成される。開口部３５１は、第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２の支持プレート３１０を貫通したピン３１１の突出部分を収容するために設けられる。したがって、第２のマウント部材３３５は、支持プレート３１０からモータ３２７の方向に突出するピン３１１の突出長さよりも厚く形成される。第２のマウント部材３３５の各角隅部に、左右方向に延びる長穴３５２が形成される。ボルト３５３が長穴に挿入され、第１のマウント部材３３４に形成されたねじ穴３４９と螺合する。尚、フレーム３２８の平板部２８２には、上下方向に延びる開口部８２４が形成され、第１のマウント部材３３４を貫いて突出したボルト３５３の先端と、平板部２８２が干渉することが防がれている。
【００４７】
モータ３２７は、第１プレート２７１を介して、第２のマウント部材３３５に取り付けられる。第１プレート２７１は、第２のマウント部材３３５に当接する。第１プレート２７１には、ボルト７１０を挿通させるための開口部が形成され、ボルト７１０に対応するように、基板２７２に切り欠きが形成される。ボルト７１０は、第２のマウント部材３３５に形成されたねじ穴３５４に螺合する。第２のマウント部材３３５から突出したボルト７１０との干渉を避けるべく、第１のマウント部材３３４に、開口部３４３が形成され、フレーム３２８の平板部２８２には、開口部８２５が形成される。
【００４８】
図６は、図２乃至図５に関連して説明した駆動機構３２０の入力ギア３２６の変位を説明する図である。尚、図６では、不必要に図面が不明瞭とならぬように、各ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６の外径線を点線で示し、回転中心軸を黒点で示し、他の詳細な構造は省略されている。図６において、入力ギア３２６の回転中心軸には、符号Ａが付され、第１の中間ギア３２４の回転中心軸には、符号Ｂ１が付され、第２の中間ギア３２５の回転中心軸には、符号Ｂ２が付され、第１の出力ギア３２２の回転中心軸には符号Ｃ１が付され、第２の出力ギア３２３の回転中心軸には符号Ｃ２が付されている。
【００４９】
図６（ａ）を参照すると、第１のマウント部材３３４の長穴３４１の中心にボルト３４２が位置している。また、第２のマウント部材３３５の長穴３５２の中心にボルト３５３が位置している。図６（ｂ）に示す駆動機構３２０は、図６（ａ）に示す状態から、ボルト３４２を一端緩め、第１のマウント部材３３４を上方に変位させた状態である。また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す駆動機構３２０は、回転中心軸Ａを上下方向に通過する直線に対して、第１の出力ギア３２２と第２の出力ギア３２３は左右対称に配され、第１の中間ギア３２４と第２の中間ギア３２５も同様に左右対称に配されている。以下に示す表１は、図６（ａ）に示す駆動機構３２０の各種設計寸法値を示す。表２は、図６（ｂ）に示す駆動機構３２０の各種設計寸法値を示す。表３は、各ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６の歯数を示す。尚、各ギア３２２，３２３，３２４，３２５，３２６のモジュールは０．５であり、ねじれ角１５°のはすば歯車である。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
表１及び表２を参照すると明らかであるが、入力ギア３２６を上方に４ｍｍだけ変位させると、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ１を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ１と回転中心軸Ｃ１を結ぶ線分のなす挟角及び回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ２を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ２と回転中心軸Ｃ２を結ぶ線分のなす挟角がそれぞれ、１２１．１°から１３０．２°になることが分かる。図６（ａ）に示す駆動機構３２０の入力ギア３２６と中間ギア３２４の噛み合い中心点から、中間ギア３２４と出力ギア３２２の噛み合い中心点の間に存する中間ギアの歯数は、３７．０枚となる。図６（ｂ）に示す駆動機構３２０の入力ギア３２６と第１の中間ギア３２４の噛み合い中心点から、第１の中間ギア３２４と第１の出力ギア３２２の噛み合い中心点の間に存する第１の中間ギア３２４の歯数は、３９．８枚となる。したがって、入力ギア３２６を上方に４ｍｍ移動させている間、入力ギア３２６並びに第１の出力ギア３２２の第１の中間ギア３２４に対する噛み合い位相が、第１の中間ギア３２４の歯の２．８枚分だけ連続的に変化していることとなる。入力ギア３２６並びに第２の出力ギア３２３の第２の中間ギア３２５に対する噛み合い位相についても同様である。尚、噛み合い位相の調整が、中間ギア３２４、３２５の互いに隣り合う一対の歯の間の中心角の範囲でなされれば、最も振動成分を抑制できる噛み合い位相を求めることができるので、第１のマウント部材３３４の長穴３４１の長さは、この条件を満たすように決定される。例えば、ボルト３２４が長穴３４１の上端に位置するときの入力ギア３２６と中間ギア３２４、３２５の噛み合い中心点から、中間ギア３２４、３２５と出力ギア３２２、３２３の噛み合い中心点の間に存する中間ギア３２４、３２５の歯数と、ボルト３２４が長穴３４１の下端に位置するときの入力ギア３２６と中間ギア３２４、３２５の噛み合い中心点から、中間ギア３２４、３２５と出力ギア３２２、３２３の噛み合い中心点の間に存する第１の中間ギアの歯数との差異が１枚以上となるように、長穴３４１の長さ寸法が定められる。
【００５４】
第２のマウント部材３３５のボルト３５３を緩めると、第２のマウント部材３３５は、左右方向に移動可能である。第２のマウント部材３３５を左右方向に移動させると、入力ギア３２６の回転シャフト２７０と嵌合する第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２が左右方向に移動する。このとき、第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２のピン３１１が、フレーム３２８に形成されたスリット８２２に案内されるため、第１のスライドプレート３３１及び第２のスライドプレート３３２の移動は、スリット８２２により定められる軌跡を描くこととなる。したがって、第２のマウント部材３３５を左右方向に移動させることによっても、入力ギア３２６並びに出力ギア３２２、３２３の中間ギア３２３、３２５に対する噛み合い位相の調整を行なうことができる。尚、第２のマウント部材３３５を移動させた場合、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ１を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ１と回転中心軸Ｃ１を結ぶ線分のなす挟角が増加すると、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ２を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ２と回転中心軸Ｃ２を結ぶ線分のなす挟角が小さくなり、逆に、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ１を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ１と回転中心軸Ｃ１を結ぶ線分のなす挟角が小さくなると、回転中心軸Ａと回転中心軸Ｂ２を結ぶ線分と、回転中心軸Ｂ２と回転中心軸Ｃ２を結ぶ線分のなす挟角が大きくなる。
【００５５】
上記説明において、入力ギア３２６から派生する２系統の駆動系を備える形態について説明してきたが、本実施例では、入力ギア３２６から１系統の駆動系を派生させてもよい。この場合には、第１のマウント部材３３４と第２のマウント部材３３５のうちいずれか一方のマウント部材だけを使用すればよい。上下方向の移動或いは左右方向の移動のみで、目的とするギア歯間の位相の無段階或いは連続的な調整を行なうことができるからである。
【００５６】
図７は、駆動機構３２０の他の実施例を示す斜視図である。図７に示す駆動機構３２０は、図２乃至図６に関連して説明した駆動機構と略同様の構造をなすので、以下に、相違点のみを説明する。
【００５７】
図７に示す駆動機構３２０は、図２乃至図６に関連して詳述した第１のマウント部材３３４及び第２のマウント部材３３５に代えて、フレーム３２８の平板部２８２に着脱自在に固定される略逆Ｔ字形状のマウント部材９００を備える。図７に示す実施例では、フレーム３２８は、鉄などの磁性金属或いは磁性プラスチックなどの磁性材料から形成される。また、マウント部材９００は、マグネットプレートから形成される。
【００５８】
図２乃至図６に示される駆動機構３２０では、第１のマウント部材３３４の長穴３４１及び第２のマウント部材３３５の長穴３５２が、第１のマウント部材３３４及び第２のマウント部材３３５の移動範囲並びに移動方向を規制する役割を果たしたが、図７に示す例では、フレーム３２８の平板部２８２からモータ３２７側に突出する突出片９０１がマウント部材９００の移動範囲並びに移動方向を規制する役割を担う。
【００５９】
突出片９０１は、左右方向に延びるマウント部材９００の延出領域９０２の上縁、下縁に合わせて配される突出片９０１ａと上方向に延びるマウント部材９００の延出領域９０３の左右縁に合わせて配される突出片９０２ｂを含む。突出片９０１ａは、マウント部材９００の上下方向の移動範囲を規制する。突出片９０２ｂは、マウント部材９００の左右方向の移動範囲を規制する。突出片９０１ａは、フレーム３２８の平板部２８２上を上下方向に移動可能に形成され、マウント部材の延出領域９０２の上下縁に突出片９０１ａを当接させることにより、突出片９０１ａは、マウント部材９００の左右方向の移動のみを許容することとなり、マウント部材９００の移動方向を規制することとなる。突出片９０１ｂは、フレーム３２８の平板部２８２上を左右方向に移動可能に形成され、マウント部材の延出領域９０３の左右縁に突出片９０１ｂを当接させることにより、突出片９０１ｂは、マウント部材９００の上下方向の移動のみを許容することとなり、マウント部材９００の移動方向を規制することとなる。
【００６０】
マウント部材９００は、磁気的にフレーム３２８の平板部２８２に接続されるので、平板部２８２上で摺動可能である。したがって、マウント部材９００は、突出片９０１が定める移動範囲内或いは移動方向で移動し、図６に関連する説明と同様に、入力ギア３２６並びに出力ギア３２２、３２３の第２の中間ギア３２４、３２５に対する噛み合い位相を連続的に変化させることができる。尚、この実施例では、マウント部材９００の磁界がモータ３２７に影響を与えることを防止するための磁気遮蔽板等の手段並びにモータ３２７の駆動時におけるマウント部材９００の移動を確実に防止するための規制手段を追加的に設けることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、上記したタンデム型のカラープリンタの他、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの各種の画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・・・タンデム型のカラープリンタ（画像形成装置）
１０２・・・開口部（支持プレート）
２２２・・・回転シャフト（出力ギア）
２２３・・・回転シャフト（出力ギア）
２４０・・・スリーブ（中間ギア）
２７０・・・回転シャフト（入力ギア）
３１０・・・支持プレート
３１１・・・ピン
３２０・・・駆動機構（ギア機構）
３２１・・・支持板
３２２・・・第１の出力ギア
３２３・・・第２の出力ギア
３２４・・・第１の中間ギア
３２５・・・第２の中間ギア
３２６・・・入力ギア
３２７・・・モータ（駆動源）
３２８・・・フレーム
３３１・・・第１のスライドプレート
３３２・・・第２のスライドプレート
３３４・・・第１のマウント部材
３３５・・・第２のマウント部材
３４０・・・開口部（第１のマウント部材）
３４１・・・長穴（第１のマウント部材）
３５０・・・開口部（第２のマウント部材）
３５２・・・長穴（第２のマウント部材）
８２２・・・スリット
９００・・・マウント部材
９０１・・・突出片（規制部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と接続される入力ギアと、
該入力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、
該第１の中間ギアと噛み合う第１の出力ギアを備え、
前記入力ギアは、前記駆動源とともに、前記入力ギアの回転中心軸と直交する一の平面上において、前記入力ギアの回転中心軸と前記第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第１の中間ギアの回転中心軸と前記第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、該第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に移動可能であり、
前記第１の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、
前記第１の挟角の最大値と前記第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とするギア機構。
【請求項２】
前記入力ギアと噛み合う第２の中間ギアと、
該第２の中間ギアと噛み合う第２の出力ギアを更に備え、
前記入力ギアが前記第１位置にあるとき、前記入力ギアの回転中心軸と前記第２の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第２の中間ギアの回転中心軸と前記第２の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第２の挟角が最小となる第３位置から、該第２の挟角が最大となる第４位置に無段階に移動可能であり、
前記第２の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第２の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、
前記第２の挟角の最大値と前記第２の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第２の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする請求項１記載のギア機構。
【請求項３】
前記第１の出力ギアの回転シャフトの一端部を回転可能に支持する支持板と、
該支持板に固定されるとともに、前記第１の出力ギアの回転シャフトの他端部を回転可能に支持するフレームと、
前記第１の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該ピンの一端部に取り付けられるとともに、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部を有する支持プレートを含む第１のスライドプレートを更に備え、
前記フレームは、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部と、前記ピンが通過するとともに、該ピンの軸に対して前記ピンの直角方向の移動を案内するスリットを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のギア機構。
【請求項４】
前記第１の中間ギアが前記第１の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第１の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記スリットが形成されることを特徴とする請求項３記載のギア機構。
【請求項５】
前記第１の出力ギアと前記第２の出力ギアの回転シャフトの一端部を回転可能に支持する支持板と、
該支持板に固定されるとともに、前記第１の出力ギアと前記第２の出力ギアの回転シャフトの他端部を回転可能に支持するフレームと、
第１のスライドプレートと第２のスライドプレートを更に備え、
前記フレームは、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部を備え、
前記第１のスライドプレートは、前記第１の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該第１のスライドプレートのピンの一端部に取り付けられる支持プレートを備え、
前記第２のスライドプレートは、前記第２の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該第２のスライドプレートのピンの一端部に取り付けられる支持プレートを備え、
前記フレームは、前記第１のスライドプレートのピンと前記第２のスライドプレートのピンがそれぞれ通過するとともに、各ピンの軸に対して直角方向の移動を案内する一対のスリットを備え、
前記第１のスライドプレートの支持プレートと前記第２のスライドプレートの支持プレートはそれぞれ、開口部を備え、
前記入力ギアの回転シャフトが、前記第１のスライドプレートの支持プレートと前記第２のスライドプレートの支持プレートの開口部を通過することを特徴とする請求項２記載のギア機構。
【請求項６】
前記第１の中間ギアが前記第１の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第１の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記一対のスリットのうち一方が形成され、
前記第２の中間ギアが前記第２の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第２の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記一対のスリットのうち他方が形成されることを特徴とする請求項５記載のギア機構。
【請求項７】
前記入力ギアのシャフトの通過を可能にする開口部と、固定具を挿通させるための長穴を有する第１のマウント部材を更に備え、
該第１のマウント部材は、前記フレームに前記長穴を介して固定され、該長穴に案内されながら、該フレームに対して一の方向に移動可能であることを特徴とする請求項３又は５記載のギア機構。
【請求項８】
前記駆動源を支持するとともに、前記入力ギアのシャフトの通過を可能にする開口部と、固定具を挿通させるための長穴を有する第２のマウント部材を更に備え、
該第２のマウント部材は、前記第１のマウント部材に、前記第２のマウント部材に形成された前記長穴を介して固定され、前記第２のマウント部材に形成された前記長穴に案内されながら、前記第２のマウント部材は、該第１のマウント部材が移動可能な方向とは異なる方向に移動可能であることを特徴とする請求項７記載のギア機構。
【請求項９】
前記駆動源を支持するとともに、前記フレームに着脱自在に取り付けられるマウント部材を更に備え、
前記フレームは、前記マウント部材の移動範囲を規制する規制部材を備えることを特徴とする請求項３又は５記載のギア機構。
【請求項１０】
周面に静電潜像が形成される第１の像担持体を備える画像形成装置であって、
該画像形成装置は、前記第１の像担持体に接続される第１の出力ギアと、
該出力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、
該第１の中間ギアと噛み合うとともに駆動源に接続される入力ギアを備え、
前記入力ギアは、前記駆動源とともに、前記入力ギアの回転中心軸と直交する一の平面上において、前記入力ギアの回転中心軸と前記第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第１の中間ギアの回転中心軸と前記第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、該第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に移動可能であり、
前記第１の中間ギアは、前記入力ギアの移動に伴い、該入力ギア及び前記第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、
前記第１の挟角の最大値と前記第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
周面に静電潜像が形成される第２の像担持体と、
該第２の像担持体に接続される第２の出力ギアと、
該第２の出力ギア及び前記入力ギアと噛み合う第２の中間ギアを更に備え、
前記入力ギアの回転中心軸と前記第２の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第２の中間ギアの回転中心軸と前記第２の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第２の挟角が最小となる第３位置から、前記第２の挟角が最大となる第４位置に無段階に移動可能であり、
前記第２の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第２の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、
前記第２の挟角の最大値と前記第２の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第２の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１】
駆動源と接続される入力ギアと、
該入力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、
該第１の中間ギアと噛み合う第１の出力ギアを備え、
前記入力ギアは、前記駆動源とともに、前記入力ギアの回転中心軸と直交する一の平面上において、前記入力ギアの回転中心軸と前記第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第１の中間ギアの回転中心軸と前記第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、該第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に移動可能であり、
前記第１の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、
前記第１の挟角の最大値と前記第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とするギア機構。
【請求項２】
前記入力ギアと噛み合う第２の中間ギアと、
該第２の中間ギアと噛み合う第２の出力ギアを更に備え、
前記入力ギアが前記第１位置にあるとき、前記入力ギアの回転中心軸と前記第２の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第２の中間ギアの回転中心軸と前記第２の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第２の挟角が最小となる第３位置から、該第２の挟角が最大となる第４位置に無段階に移動可能であり、
前記第２の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第２の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、
前記第２の挟角の最大値と前記第２の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第２の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする請求項１記載のギア機構。
【請求項３】
前記第１の出力ギアの回転シャフトの一端部を回転可能に支持する支持板と、
該支持板に固定されるとともに、前記第１の出力ギアの回転シャフトの他端部を回転可能に支持するフレームと、
前記第１の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該ピンの一端部に取り付けられるとともに、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部を有する支持プレートを含む第１のスライドプレートを更に備え、
前記フレームは、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部と、前記ピンが通過するとともに、該ピンの軸に対して前記ピンの直角方向の移動を案内するスリットを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のギア機構。
【請求項４】
前記第１の中間ギアが前記第１の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第１の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記スリットが形成されることを特徴とする請求項３記載のギア機構。
【請求項５】
前記第１の出力ギアと前記第２の出力ギアの回転シャフトの一端部を回転可能に支持する支持板と、
該支持板に固定されるとともに、前記第１の出力ギアと前記第２の出力ギアの回転シャフトの他端部を回転可能に支持するフレームと、
第１のスライドプレートと第２のスライドプレートを更に備え、
前記フレームは、前記入力ギアの回転シャフトが通過する開口部を備え、
前記第１のスライドプレートは、前記第１の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該第１のスライドプレートのピンの一端部に取り付けられる支持プレートを備え、
前記第２のスライドプレートは、前記第２の中間ギアの回転中心軸に取り付けられたスリーブ内に回転可能に挿入されるピンと、該第２のスライドプレートのピンの一端部に取り付けられる支持プレートを備え、
前記フレームは、前記第１のスライドプレートのピンと前記第２のスライドプレートのピンがそれぞれ通過するとともに、各ピンの軸に対して直角方向の移動を案内する一対のスリットを備え、
前記第１のスライドプレートの支持プレートと前記第２のスライドプレートの支持プレートはそれぞれ、開口部を備え、
前記入力ギアの回転シャフトが、前記第１のスライドプレートの支持プレートと前記第２のスライドプレートの支持プレートの開口部を通過することを特徴とする請求項２記載のギア機構。
【請求項６】
前記第１の中間ギアが前記第１の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第１の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記一対のスリットのうち一方が形成され、
前記第２の中間ギアが前記第２の出力ギアのピッチ円上を転動するときの前記第２の中間ギアの回転中心軸の移動軌跡に沿って、前記一対のスリットのうち他方が形成されることを特徴とする請求項５記載のギア機構。
【請求項７】
前記入力ギアのシャフトの通過を可能にする開口部と、固定具を挿通させるための長穴を有する第１のマウント部材を更に備え、
該第１のマウント部材は、前記フレームに前記長穴を介して固定され、該長穴に案内されながら、該フレームに対して一の方向に移動可能であることを特徴とする請求項３又は５記載のギア機構。
【請求項８】
前記駆動源を支持するとともに、前記入力ギアのシャフトの通過を可能にする開口部と、固定具を挿通させるための長穴を有する第２のマウント部材を更に備え、
該第２のマウント部材は、前記第１のマウント部材に、前記第２のマウント部材に形成された前記長穴を介して固定され、前記第２のマウント部材に形成された前記長穴に案内されながら、前記第２のマウント部材は、該第１のマウント部材が移動可能な方向とは異なる方向に移動可能であることを特徴とする請求項７記載のギア機構。
【請求項９】
前記駆動源を支持するとともに、前記フレームに着脱自在に取り付けられるマウント部材を更に備え、
前記フレームは、前記マウント部材の移動範囲を規制する規制部材を備えることを特徴とする請求項３又は５記載のギア機構。
【請求項１０】
周面に静電潜像が形成される第１の像担持体を備える画像形成装置であって、
該画像形成装置は、前記第１の像担持体に接続される第１の出力ギアと、
該出力ギアと噛み合う第１の中間ギアと、
該第１の中間ギアと噛み合うとともに駆動源に接続される入力ギアを備え、
前記入力ギアは、前記駆動源とともに、前記入力ギアの回転中心軸と直交する一の平面上において、前記入力ギアの回転中心軸と前記第１の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第１の中間ギアの回転中心軸と前記第１の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第１の挟角が最小となる第１位置から、該第１の挟角が最大となる第２位置に無段階に移動可能であり、
前記第１の中間ギアは、前記入力ギアの移動に伴い、該入力ギア及び前記第１の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、
前記第１の挟角の最大値と前記第１の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第１の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
周面に静電潜像が形成される第２の像担持体と、
該第２の像担持体に接続される第２の出力ギアと、
該第２の出力ギア及び前記入力ギアと噛み合う第２の中間ギアを更に備え、
前記入力ギアの回転中心軸と前記第２の中間ギアの回転中心軸を結ぶ線分と、前記第２の中間ギアの回転中心軸と前記第２の出力ギアの回転中心軸を結ぶ線分が形成する第２の挟角が最小となる第３位置から、前記第２の挟角が最大となる第４位置に無段階に移動可能であり、
前記第２の中間ギアは、前記入力ギアの前記一の平面に沿った移動に伴い、該入力ギア及び前記第２の出力ギアと噛み合いながら移動可能であり、
前記第２の挟角の最大値と前記第２の挟角の最小値との差が、全円中心角を前記第２の中間ギアの歯数で除した値以上であることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２０８０（Ｐ２０１１−２０８０Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４７６７９（Ｐ２００９−１４７６７９）
【出願日】平成２１年６月２２日（２００９．６．２２）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２２日（２００９．６．２２）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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